[发明专利]一种增大熔深的药芯焊丝及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接材料，尤其涉及一种增大熔深的药芯焊丝及其制备方法与应用。

背景技术

随着工业技术的迅猛发展，焊接结构向大型化、高参数化、高强韧性方向发展。高强韧性的中厚板在焊接结构上的应用越来越多，目前埋弧焊、富氩气体保护焊是中厚板焊接的主要工艺。中厚板的焊接需要开坡口，多层多道焊接，焊接生产工序复杂，焊接生产效率低。公布号为CN103831541A发明专利“高强钢对接接头激光-MIG电弧复合焊接方法”采用激光-MIG电弧复合热源提高熔深，该方法设备复杂，投资大，灵活性差，应用受到限制。将特定成分的活性剂用有机溶液调成糊状，涂覆在洁净的焊接工件表面，待有机溶液挥发后焊接，可提高熔深。涉及活性剂的专利如公布号为CN103962752A的发明专利“一种用于耐候钢MAG焊接的活性剂及使用方法”、公布号为CN103962750A的发明专利“一种用于不锈钢MAG焊接的活性剂及使用方法”、公布号为CN102626839A的发明专利“一种用于钛合金钨极氩弧焊的活性剂”等。活性剂目前主要用于不锈钢、钛及钛合金等材料，活性剂的使用增加了焊接生产工序，存在着使用不方便的缺点，且用量也不容易精确控制，使得焊接质量的稳定性稍差。适用于碳钢的活性剂还鲜有报道。

富氩气体保护焊接常用的焊接材料为药芯焊丝和实芯焊丝。药芯焊丝具有电弧稳定、飞溅小、化学成分调整容易等优点，但其存在制造工艺复杂、成本高，送丝性能不如实芯焊丝等缺点。实芯焊丝的送丝性能好，但其成分调整困难，焊接飞溅大、电弧稳定性差，熔深较浅，特别是MIG焊的熔深更浅，为了焊透，往往需要开大坡口，这就使得填充金属量增加，焊接生产率降低。

随着大型焊接结构应用的逐渐增多，以及结构运行工况的日益苛刻(如低温、大载荷、高温等)，中厚板的应用逐渐增多，焊接工作量大幅度增加，用户对低成本、送丝性能优异、熔深大、质量稳定的高效化焊接材料，特别是适于自动焊的药芯焊丝需求也更加迫切。

发明内容

本发明的目的是针对现有药芯焊丝富氩气体保护焊熔深浅，需要开坡口，多层多道焊，焊接生产率低等弊端，提供一种增大熔深的药芯焊丝及其制备方法与应用。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

高锰酸钾作为熔深活性剂在制备药芯焊丝中的应用。

一种药芯焊丝的药粉，其包含熔深活性剂，所述熔深活性剂为高锰酸钾，熔深活性剂占药粉总质量的0.5-1.5％。

优选的，所述药粉中的粒度分布为74-297μm。

优选的，所述药粉的化学成分按质量百分比计包含有以下组分：C含量不大于0.12％，Si含量不大于0.6％，Mn含量不大于1.5％，0.35～0.6％Mo，S含量不超过0.035％，P含量不超过0.035％，0～2.0％K₂CO₃粉末，0.5～1.5％高锰酸钾粉末，余量为Fe和不可避免的对药芯焊丝性能没有影响的杂质。

进一步优选的，C的含量为0.06％～0.1％，Mn的含量为1.0％～1.5％，Si的含量为0.45％～0.6％。

上述药粉粉末材料中，碳酸钾的成分以重量比计K₂CO₃含量不小于95％；高锰酸钾以重量比计KMnO₄含量不小于99.3％。

上述药粉在制备药芯焊丝中的应用。

一种增大熔深的药芯焊丝，包括上述药粉和用于包裹药粉的管壁。

优选的，所述药芯焊丝的直径为1.2-1.6mm。

优选的，所述焊丝的截面形状为圆环形。

优选的，所述管壁为SPCC或H08A低碳钢材质。

上述药芯焊丝的制备方法，包括如下步骤：

1)将设定壁厚和设定宽度的钢带进行轧制，使其横截面的形状为U形；

2)向轧制的钢带的U形槽中加入所述药粉；

3)将U形槽合口，使药粉包裹在U形槽中，通过拉拔减径，制得药芯焊丝。

优选的，步骤1)中，所述钢带的壁厚为0.4-1.0mm，宽度为12-16mm；或所述钢带为SPCC钢带。

优选的，步骤2)中，U形槽中药粉的填充率为10％-15％。填充率为药粉质量与药粉、钢带质量之和的比值。

优选的，步骤3)中，拉拔减径后的直径为1.2-1.6mm。

上述药芯焊丝在富氩气体保护焊中的应用，富氩气体中Ar为80％-95％，余量为氧气或二氧化碳气体。

上述药芯焊丝中合金元素的作用如下：